物理分離修復

物理分離修復是一項藉助物理手段將污染物從環境介質上分離開來的技術。通常情況下，物理分離技術被作為初步的分選技術，以減少待處理被污染物的體積，最佳化後序處理工作。一般來說，物理分離技術不能充分達到環境修復的要求。物理分離修復基本上與化學、採礦和選礦工業中的物理分離技術一樣，主要是基於介質及污染物的物理特徵而採用不同的操作方法。

基本介紹

• 中文名：物理分離修復
• 定義：藉助物理手段分離污染物
• 方法：粒徑分離、水動力學分離等
• 主要套用：污染土壤中無機污染物的修復技術

物理分離修復過程

根據物質的顆粒特性，如粒級、形狀、密度或磁性，可達到對污染物的分離，主要分離過程包括以下幾個方面：

1、針對不同土壤顆粒粒級 (如粗砂、細砂和細粒等)、粒徑或形狀，可通過不同大小、形狀格線的篩子 (如格篩、振動篩)進行分離；

2、依據顆粒水動力學原理，將不同密度的顆粒，通過其重力作用導致的不同沉降、沉澱速率進行分離；

3、根據顆粒表面特性的不同，採用浮選法，將其中一些顆粒吸引到目標泡沫上進行分離；

4、一些物質具有磁性，或者污染物本身具有磁感應效應，尤其是一些重金屬，可採用磁分離法進行分離。

物理分離修複方法

粒徑分離

根據顆粒直徑分離固體叫篩分或過濾，它是將固體通過特定格線大小的線編織篩的過程。粒徑大於篩子格線的顆粒留在篩子上，粒徑小的部分通過篩子。但是，這個分離過程不是絕對的，大的不對稱形狀顆粒也可能通過篩子；小的顆粒也可能由於篩子的部分堵塞或粘在大顆粒表面而無法通過。如果讓大顆粒在篩子上堆積，有可能將篩孔堵住。因此，篩子通常要有一定的傾斜角度，使大顆粒滑下。篩子或者是靜止的，或者採取某種運動方式以便將堵塞篩孔的大顆粒除去。

水動力學分離

水動力學分離是基於顆粒在流體中的移動速度將其分成兩部分或多部分的分離技術。顆粒在流體中的移動速度取決於顆粒大小、密度和形狀。可以通過強化流體在與顆粒運動方向相反的方向上的運動，提高分離效率。

如果落下的顆粒低於有效篩分的粒徑要求 (通常是200μm)，此時可採用粒度分級法。如篩分一樣，粒度分級也依賴於顆粒大小。但是，與篩分方式不同的是，粒度分級還與顆粒密度有關。濕粒度分級機 (水力分級機)比空氣分級機更常用一些。分級機適用於較寬範圍內顆粒的分離。過去用大的淘選機從廢物堆積場中分離直徑幾毫米的汽車蓄電池鉛，其他分級機如螺旋分級機和沉澱筒也被用來從泥漿中分離細小顆粒。水力旋風分離器也能夠分離極小的顆粒，但最常用於5～150μm粒級的分離。水力旋風分離器是體積較小、價格便宜的設備。為了提高處理能力，通常要並聯使用多個水力旋風分離器。

密度 (或重力)分離

基於物質密度，可採用重力富集方式分離顆粒。在重力和其他一種或多種與重力方向相反的作用力的同時作用下，不同密度的顆粒產生的運動行為也有所不同。儘管密度不同是重力分離的主要標準，但是顆粒大小和形狀也影響分離。一般情況下，重力分離對粗顆粒比較有效。

重力分離技術對於粒徑在10～50μm範圍的顆粒仍然有效，用相對較小的設備可能達到更高的處理能力。在重力富集器中，振動篩能夠分離出150μm～5cm的粗糙顆粒，這個範圍也可以放寬到75μm～5cm。對於顆粒密度差異較大的未分級 (粒徑範圍較寬)的土壤，或者顆粒密度差異不大但事先經過分級 (粒徑範圍較窄)的土壤，設備處理性能都會相應提高。重力分離設備包括振動篩、螺旋富集器、搖床和比目床等。

脫水分離

物理分離技術大多要用到水，以利於固體顆粒的運輸和分離。脫水是為了滿足水的循環再利用的需要，另外，水中還含有一定量的可溶或殘留態重金屬，因而脫水步驟是很有必要的。通常採用的脫水方法有過濾、壓濾、離心和沉澱等。

泡沫浮選分離

泡沫浮選法最初發明於20世紀初，目的在於對選礦業中處理起來不夠經濟、準備廢棄的低等礦進行再利用。基於不同礦物有不同表面特性的原理，泡沫浮選法被用來進行粒度分級。通過向含有礦物的泥漿中添加合適的化學試劑，人為地強化礦物的表面特性而達到分離的目的。氣體由底部噴射進入含有泥漿的池體，特定類型礦物選擇性地黏附在氣泡上並隨著氣泡上升到頂部，形成泡沫，這樣就可以收集到這種礦物。成功的浮選要選擇表面多少具有一些憎水性的礦物，這樣礦物才能趨近空氣氣泡。同時，如果在容器頂部氣泡仍然能夠繼續黏附礦物顆粒，所形成泡沫就相當穩定。加入浮選劑就可以滿足這些要求。

磁分離

磁分離是基於各種礦物磁性上的區別，尤其是將鐵從非鐵材料中分離出來的技術。磁分離設備通常是將傳送帶或轉筒運送過來的移動顆粒流連續不斷地通過強磁場，最終達到分離目的。

物理分離修復技術套用

物理分離技術主要套用在污染土壤中無機污染物的修復技術上，它最適合用來處理小範圍射擊場污染的土壤，從土壤、沉積物、廢渣中分離重金屬、清潔土壤、恢復土壤正常功能。大多數物理分離修復技術都有設備簡單、費用低廉、可持續高產出等優點，但是在具體分離過程中，其技術的可行性，要考慮各種因素的影響。

物理分離技術在套用過程中還有許多局限性，比如用粒徑分離時易塞住或損壞篩子；用水動力學分離和重力分離時，當土壤中有較大比例的黏粒、粉粒和腐殖質存在時很難操作；用磁分離時處理費用比較高等。這些局限性決定了物理分離修復技術只能在小範圍內套用。